以太网隧道局部保护方法及保护域工作段的共享节点

摘要

本发明公开一种以太网隧道局部保护方法，运营商骨干桥接流量工程(PBB-TE)网络内具有共享链路的两个局部保护域，且其中至少有一个局部保护域运行在非反转模式，两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失时，工作段的共享节点将保护域所保护的所有流量工程服务实例(TESI)的双向ESP的FDB转发条目切换为备份条目，即切换后ESP的FDB转发条目的出端口为连接共享段的端口。本发明还相应地公开一种保护域工作段的共享节点。由于在故障消失后，工作段的共享节点将其双向ESP的FDB转发条目切换为备份条目，所以本发明能够保证故障消失后的双向ESP是co-routed，从而满足IEEE802.1Qay的要求，提高系统稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种以太网隧道局部保护方法及保护域工作段的共享节点。

背景技术

随着电信级以太网(Carrier Ethernet，CE)概念的提出，满足电信网络需求、面向连接的以太网技术——运营商骨干传送(Provider Backbone Transport，PBT)也在2005年10月浮出水面。此后，国内外均有运营商采用PBT技术组网，为PBT技术在城域网内的发展提供了很好的开端。

PBT技术的基础是IEEE 802.1ah标准定义的运营商骨干桥接(ProviderBackbone Bridge，PBB)技术，IEEE把PBT技术称为运营商骨干桥接流量工程(Provider Backbone Bridge Traffic Engineering，PBB-TE)，PBB-TE技术基于PBB技术，其核心是对PBB技术进行改进，它采用外层的媒体接入控制(MAC)地址，并同时结合外层的虚拟局域网(VLAN)标识，比如骨干目的MAC地址(Backbone Destination MAC address，B-DA)+骨干VLAN标识(BackboneVLAN ID，B-VID)进行业务转发，转发路径是预先配置的。通过网络管理和控制，使CE中的业务事实上具有连接性，以便实现保护倒换、服务质量(QoS)、流量工程等电信网络的功能。PBB-TE技术兼容传统以太网桥的架构，不需要对网络中间节点进行更新即可基于B-DA+B-VID对数据帧进行转发，数据帧也不需要修改，转发效率高。

PBB-TE技术采用IEEE 802.1ag标准中的连接性故障管理(ConnectivityFault Management，CFM)机制来持续地监视网络中的隧道状态。当主用隧道失效时会把业务自动转移到预先建立的备份隧道上，增加了必要的弹性。

隧道的属性是通过＜ESP-DA，ESP-SA，ESP-VID＞这种三元组来表示的，三元组中，参数ESP-DA指以太网交换路径目的MAC地址，参数ESP-SA指以太网交换路径的源MAC地址，参数ESP-VID指B-VLAN的值。一个点到点的流量工程服务实例(TESI)是由一对双向的点到点的以太网交换路径(ESP)组成。有关三元组和TESI的具体描述可参见IEEE 802.1Qay标准。

图1为现有PBB-TE隧道全路径保护原理示意图，以图1从左往右的方向为例，端到端工作隧道Y-B-C-D-X的ESP为＜B-MAC2，B-MAC1，B-VLAN1＞，其中，B-MAC2为节点X的MAC地址，是目的MAC地址；B-MAC1为Y的MAC地址，是源MAC地址；B-VLAN1是端到端工作隧道Y-B-C-D-X的虚拟局域网标识(B-VLAN)的值。

图1中实现了隧道的全路径保护，在流量工程服务实例的端到端工作隧道Y-B-C-D-X中，Y和X为该隧道实例的端点；Y-F-G-H-X为Y-B-C-D-X的备份隧道。当Y-B-C-D-X检测到故障时，可以切换到Y-F-G-H-X上，并且为了在报文转发时能区分出是在上述工作隧道还是上述备份隧道上转发，在预先配置时，为该工作隧道和该备份隧道分别指定隧道承载的B-VLAN，例如，为工作隧道指定B-VLAN1，为备用隧道指定B-VLAN2。

隧道的连通性通过在隧道中发送连通性检查消息(CCM，Continuity CheckMessage)来检测，CCM是在IEEE 802.1ag标准中定义的。隧道端点之间分别沿工作隧道和备份隧道互相发送CCM，工作隧道和备份隧道的CCM报文头分别封装B-VLAN1和B-VLAN2(参见IEEE802.1Qay标准)。

PBB-TE的端到端的保护技术虽然能够对隧道进行有效的保护，但是这种端到端的保护方案不但保护倒换时间较长，而且牵涉的节点较多。所以，当路径中某一段特别脆弱或者某一段特别重要时，可以只对端到端隧道的局部链路进行保护，局部保护域的保护对象为承载在局部保护域工作段上的被保护的一个或多个流量工程服务实例(TESI)，图2为现有PBB-TE局部链路保护原理示意图，如图2所示，B-C-D为端到端工作隧道TESI-1和TESI-2的局部承载链路，B-C-D为局部工作链路，B-F-G-H-D为局部备份链路。为了区别于端到端隧道的全路径保护，以下将局部链路称为段，即B-C-D为工作段，B-F-G-H-D为B-C-D的备份段。当工作段故障后，切换该物理链路上的所有被保护的TESI到备份段。

图3为两个具有共享链路的局部保护域示意图，如图3所示，图中有两个局部保护域，为局部保护域1和局部保护域2。局部保护域1的工作段为B-C之间的链路，B-F-G-C为B-C的备份段；保护域2的工作段为C-D之间的链路，C-G-H-D为C-D的备份段。C-G为两个局部保护域的共享链路，其中C为两个局部保护域工作段及备份段的共享节点(简称PIB)，G为两个局部保护域仅在备份段上的共享节点(简称AIB)。假设某TESI承载在局部保护域1和局部保护域2的工作段上，且被这两个保护域所保护，该TESI的双向ESP为ESP-1和ESP-2。节点中存储有转发地址表(FDB)，FDB中包括多条转发条目，转发条目的一般形式为：＜目的端点(DA)，ESP-VID＞→出端口(Out)，正常情况下，TESI的Y→X方向ESP-1在保护域内沿着B-C-D，假设ESP-1的ESP-VID是1，则保护域节点上的FDB转发条目设置见图中节点上方转发表中的“＜X，1＞→出端口”条目；同理，假设X→Y方向ESP-2的ESP-VID是2，保护域节点上的FDB转发条目设置见图中节点上方的转发表的“＜Y，2＞→出端口”条目。

正常情况下，局部保护域1在段端点B和C上只需为受保护域保护的TESI预置工作转发条目和备份转发条目，当故障发生时在这两个转发条目之间进行切换。图4为图3所示两个具有共享链路的局部保护域之一工作链路失效保护倒换示意图，参照图3和图4，在Y→X向ESP-1上，节点B的工作转发条目为“＜X，1＞→P2”，备份转发条目为“＜X，1＞→P3”；在X→Y向ESP-2上，节点C的工作转发条目为“＜Y，2＞→P1”，备份转发条目为“＜Y，2＞→P3”，节点B和节点C默认根据工作转发条目进行报文转发，当B-C之间链路失效时，节点B和节点C切换到各自的备份转发条目进行报文转发即可。

图5为图3所示两个具有共享链路的局部保护域上共享节点失效保护倒换示意图，如图5所示，当具有共享链路的两个局部保护域的共享节点PIB发生故障时，两个局部保护域将ESP-1和ESP-2从B-C-D切换到B-F-G-H-D，此时节点C(PIB)上关于双向ESP的FDB转发条目的设置保持不变，即采用哪条FDB转发条目进行报文转发的设置保持不变。

如果两个局部保护域都采用非反转模式，则当节点C(PIB)的故障消失后，流量仍然会承载在A-B-F-G-H-D-E链路上。此时节点C(PIB)上关于双向ESP的FDB转发条目的设置保持不变。图6为非反转模式下，图3所示保护域1备份段失效保护倒换示意图，如图6所示，此时，如果F-G之间的链路发生故障，这个故障属局部保护域1内非共享链路的故障，则节点B会将ESP-1的FDB转发条目切换到工作条目“＜X，1＞→P2”，节点G(AIB)会将ESP-2的FDB转发条目切换到“＜Y，2＞→P3”。在节点C(PIB)上，ESP-1的FDB转发条目仍然保持在工作条目“＜X，1＞→P2”上，ESP-2的FDB转发条目仍然保持在工作条目“＜Y，2＞→P1”上，因此，ESP-1会沿着A-B-C-D-E，而ESP-2会沿着A-B-C-G-H-D-E。由图可见，此时ESP-1和ESP-2不是co-routed，即一个数据通信实例的双向数据流不是从相同的路径上传输的，同理，具有共享链路的局部保护域中，有一个局部保护域工作在非反转模式的情况下，也会产生双向ESP不是co-routed的情况，而IEEE802.1Qay要求一个点到点的TESI的双向ESP应该是co-routed，所以，现有以太网隧道局部保护方法，当具有共享链路的两个局部保护域中至少有一个运行在非反转模式下，经过两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效，再到故障消失时，经过保护倒换之后，双向ESP不是co-routed，不满足IEEE802.1Qay的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种以太网隧道局部保护方法及保护域工作段的共享节点，两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失时，能满足IEEE802.1Qay中，一个点到点的TESI的双向ESP应该是co-routed的要求，从而提高系统稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种以太网隧道局部保护方法，运营商骨干桥接流量工程PBB-TE网络内具有共享链路的两个局部保护域，且所述两个局部保护域中至少有一个局部保护域运行在非反转模式，局部保护域的保护对象为承载在局部保护域工作段上的被保护的流量工程服务实例TESI，

该方法包括：两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失时，所述两个局部保护域工作段的共享节点将被保护的TESI的双向以太网交换路径ESP的转发地址表FDB转发条目从工作条目切换为备份条目。

故障消失前，该方法还包括步骤：

被保护的TESI沿工作段进行报文转发；

出现所述故障后，所述两个局部保护域切换到备份段，被保护的TESI沿备份段进行报文转发。

一种保护域工作段的共享节点，包括：故障检测单元、转发条目切换单元，其中，

所述故障检测单元，用于在检测到两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失后，通知转发条目切换单元；

所述转发条目切换单元，用于在收到故障检测单元的通知后，将转发条目存储单元中所有被保护TESI的双向ESP的FDB转发条目从工作条目切换为备份条目；

所述转发条目存储单元，用于存储FDB转发条目。

该共享节点还包括：

报文转发单元，用于根据转发条目存储单元中存储的FDB转发条目进行报文转发。

本发明公开的以太网隧道局部保护方法及保护域工作段的共享节点，在一个PBB-TE网络中存在具有共享链路的段保护域，且共享链路的两个局部保护域中至少一个运行在非反转模式下，且两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失时，工作段的共享节点将保护域所保护的所有TESI的双向ESP的FDB转发条目切换为备份条目，即切换后ESP的FDB转发条目的出端口为连接共享段的端口。由于在故障消失后，工作段的共享节点将其双向ESP的FDB转发条目切换为备份条目，所以，能够保证故障消失后，被保护的TESI的双向ESP是co-routed，从而满足IEEE802.1Qay中一个点到点的TESI的双向ESP应该是co-routed的要求，提高系统稳定性。

附图说明

图1为现有PBB-TE隧道全路径保护原理示意图；

图2为现有PBB-TE局部链路保护原理示意图；

图3为两个具有共享链路的局部保护域示意图；

图4为图3所示两个具有共享链路的局部保护域之一工作链路失效保护倒换示意图；

图5为图3所示两个具有共享链路的局部保护域上共享节点失效保护倒换示意图；

图6为非反转模式下，图3所示保护域1备份段失效保护倒换示意图；

图7为本发明以太网隧道局部保护方法流程示意图；

图8为本发明故障消失后，节点C上的FDB转发条目设置示意图；

图9为本发明非反转模式下局部保护域1备份段失效保护倒换示意图；

图10为本发明保护域工作段的共享节点的结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在共享链路的两个局部保护域中至少一个运行在非反转模式下，且两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失时，工作段的共享节点将保护域所保护的所有点到点TESI的双向ESP的FDB转发条目切换为备份条目，即切换后的FDB转发条目的出端口为连接共享段的端口。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

本发明中，以太网隧道包含至少两个具有共享链路的局部保护域，且所述两个局部保护域中至少有一个局部保护域运行在非反转模式。

图7为本发明以太网隧道局部保护方法流程示意图，如图7所示，本发明以太网隧道局部保护方法一般包括以下步骤：

步骤71：被保护的TESI沿工作段上进行报文转发。

工作链路正常的情况下，被保护的TESI沿工作段进行报文转发，以图3为例，节点B上双向ESP的FDB转发条目分别为工作条目＜X，1＞→P2和＜Y，2＞→P1；节点C上双向ESP的FDB转发条目分别为工作条目＜X，1＞→P2和＜Y，2＞→P1；节点D上双向ESP的FDB转发条目分别为工作条目＜X，1＞→P2和＜Y，2＞→P1。

步骤72：两个局部保护域的工作段同时失效，或者工作段上的共享节点失效。

步骤73：所述两个局部保护域切换到备份链路，继续进行报文转发。

这里，两个局部保护域的工作段同时失效，或者工作段上的共享节点失效，会使两个局部保护域同时切换到备份链路，以图3所示局部保护域为例，切换后的转发路径如图5所示，为A-B-F-G-H-D-E，具体切换实现为：节点B检测到B-C之间的工作段失效或节点C失效后，将ESP-1的FDB转发条目由工作条目＜X，1＞→P2切换为备份条目＜X，1＞→P3，以及节点D检测到C-D之间的工作段失效或节点C失效后，将ESP-2的FDB转发条目由工作条目＜Y，2＞→P1切换为备份条目＜Y，2＞→P3。节点G的FDB转发条目为＜X，1＞→P2和＜Y，2＞→P1，节点C的FDB转发条目不变，仍为工作条目＜X，1＞→P2和＜Y，2＞→P1。

步骤74：故障消失后，所述两个局部保护域工作段的共享节点将被保护TESI的双向ESP的FDB转发条目切换为备份条目。

以图3所示局部保护域为例，当两个局部保护域的工作段同时失效或者工作段上的共享节点失效的故障消失后，节点C立即将该节点上被保护TESI的双向ESP的FDB转发条目由工作条目＜X，1＞→P2和＜Y，2＞→P1切换为备份条目＜X，1＞→P3和＜Y，2＞→P3，如图8所示，即节点C上被保护TESI的双向ESP的出端口均为共享链路上的端口P3。

图9为本发明非反转模式下局部保护域1备份段失效保护倒换示意图，如图9所示，以保护域中被保护的某个TESI为例，该TESI的双向ESP为ESP-1和ESP-2。当局部保护域1的备份链路失效后，按照正常的保护倒换流程，局部保护域1会将被保护的TESI的的双向ESP切换回B-C上，具体切换实现为：节点B将其上对应于ESP-1的FDB转发条目从备份条目＜X，1＞→P3切换回工作条目＜X，1＞→P2；节点C相应地将其上对应于ESP-2的FDB转发条目从备份条目＜Y，2＞→P3切换到工作条目＜Y，2＞→P1。此时，因为节点C上对应于ESP-1的FDB转发条目在步骤74中被置为“＜X，1＞→P3”，因此ESP-1和ESP-2的流量均承载在A-B-C-G-H-D-E链路上，所以双向ESP是co-routed的，满足IEEE802.1Qay的要求。

同理，当局部保护域1运行在非反转模式，局部保护域2运行在反转模式下时，本发明也能保证双向转发路径是co-routed的。

图10为本发明保护域工作段的共享节点的结构示意图，如图10所示，本发明保护域工作段的共享节点包括：故障检测单元101、转发条目切换单元102、转发条目存储单元103，其中，

故障检测单元101，用于在检测到两个局部保护域的工作段同时失效，或者工作段上的共享节点失效的故障消失后，通知转发条目切换单元102；

所述转发条目切换单元102，用于在收到故障检测单元101的通知后，将转发条目存储单元103中双向以太网交换路径ESP的FDB转发条目切换为备份条目；

转发条目存储单元103，用于存储FDB转发条目。

该共享节点还包括：

报文转发单元104，用于根据转发条目存储单元103中存储的FDB转发条目进行报文转发。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。